FERRARI 2016: importanti novità alla Power Unit - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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FERRARI 2016: importanti novità alla Power Unit

Dopo l'anticipazione di Omnicorse riguardante i segreti che saranno presenti all'interno della camera di combustione della Power Unit che verrà montata sulla Ferrari 2016, anche noi di F1ANALISITECNICA vogliamo comunicarvi quello che da qualche settimana ci è arrivato all'orecchio.

FUORI L'INTERCOOLER, DENTRO I CORNETTI D'ASPIRAZIONE VARIABILI
Come già annunciato oltre un mese fa, l'intercooler di tipo aria acqua (collocato fino alla scorsa stagione all'interno della "V" del motore endotermico) verrà collocato in un posizione completamente diversa rispetto alle passate stagioni, seguendo la filosofia Mercedes. Questo spostamento permetterà agli ingegneri di Maranello innanzitutto di inserire all'interno della V il motore elettrico MGU-H, ma anche e soprattutto di utilizzare i cornetti o trombette di aspirazione variabile (nel 2015 mancava spazio) 

Questa caratteristica tecnica è molto utilizzata soprattutto nei motori con elevate prestazioni, e aiuterà gli ingegneri di Maranello a sfruttare adeguatamente l’inerzia delle colonne gassose e le onde di pressione presenti nei condotti di aspirazione. Ciò comporta una miglior efficacia nell'aspirazione nonché una miglior riempimento della camera di combustione, necessario se si vuole aumentare il rendimento di combustione dell'unità endotermica. 

I cornetti di aspirazione grazie ad un meccanismo meccanico ma comandato elettricamente potranno quindi adattarsi ai valori di lunghezza prestabiliti durante le prove svolte al banco. Grazie alla alzata o all'abbassamento dei cornetti si cerca infatti di restare sempre nel punto di miglior efficienza del motore endotermico. L'aspirazione funzionerà a "condotto corto" (con le trombette nel PMI) quando le rotazioni del motore endotermico saranno molto elevate ed il motivo è presto spiegato; il tempo che l’onda di pressione ha a disposizione per raggiungere l’estremità del condotto cioè la trombetta, essere riflessa poi e arrivare quindi alla valvola è molto ridotto, mentre si allungheranno per migliorare il rendimento del motore a regimi minori (aspirazione a condotto lungo).

Quindi, schematizzando i concetti sopra espressi, possiamo dire che:
  • condotto corto = miglior riempimento del cilindro alle alte velocità di rotazione;
  • condotto lungo = miglior riempimento alle medie velocità di rotazione.



FERRARI PORTA LA PRESSIONE IN CAMERA DI COMBUSTIONE A 200 BAR
Un'altra importante novità che porterà in pista la Ferrari sarà situata all'interno del motore a combustione, più precisamente nella camera di combustione. Come abbiamo scritto una settimana fa circa, il segreto dell'elevata efficienza del motore endotermico Mercedes che si ripercuote in maniera positiva sui sitemi ibridi, sta nell'utilizzo di una versione evoluta del DiesOtto, che il colosso tedesco presentò nell'ormai lontano 2007 al Salone di Francoforte.

Brevemente, come funziona questa "nuova" tipologia" (chiamata anche più specificatamente HCCI) di base) di motore? Quando il motore deve funzionare a pieno carico si comporta semplicemente come un normale benzina, con la candela che innesca la combustione della miscela aria-benzina e una combustione "omogenea". Quando invece il motore deve funzionare a carichi parziali, la combustione avviene spontaneamente aumentando il rapporto di compressione come in un semplice motore diesel, che come abbiamo già detto prima ha una efficienza migliore.

Quello su cui in Ferrari hanno lavorato molto durante l'inverno è il cercare l'autoaccensione in camera di combustione, quindi cercare di far funzionare il proprio endotermico come un Diesel. In Ferrari aumentando il rapporto di compressione sono riusciti ad arrivare ad una pressione in camera di combustione prossima ai 200 bar (valore molto elevato, ma ancora non vicino al valore raggiunto da Mercedes). Ma ciò cosa comporta? L'autoaccensione come già detto, ma anche un aumento importante del rendimento del motore poiché si riesce ad avere una PME, pressione media effettiva, maggiore che comporta una potenza specifica maggiore.

Come già detto per quanto riguardava la Power Unit Mercedes, il segreto sta nel riuscire ad alzare l'asticella dell'intervento dell'accensione comandata ossia di quando il motore passa ad un funzionamento "classico a benzina". Meno si sfrutta quella tipologia di funzionamento e meno il rendimento del motore endotermico crolla verso valori più classici. Mercedes per esempio, è da anni che ci sta lavorando e mese dopo mese sta riuscendo ad ottimizzare questa fase, continuando a trovare CV (aumenta la potenza specifica) e ad ottenere soprattutto consumi specifici sempre inferiori, fondamentali nella Formula 1 moderna.

I problemi che si vanno ad introdurre nel portare la pressione in camera di combustione a valori molto elevati sono tanti ed importanti; uno dei principali è relativo ai picchi di pressione (soprattutto sui cilindri) e di sollecitazioni meccaniche che la miscela genera all'interno della camera di combustione, solitamente non sopportabili dal motore al di sopra di carichi medio bassi. Tali valori elevati di pressione vanno poi ad influire sul funzionamento di tutta l'unità endotermica, creando spesso numerose vibrazioni che vanno a mettere notevolmente sotto sforzo oltre che i cilindri, anche il basamento e la testata.

Sarà da capire se una volta portata in pista, la nuova Power Unit Ferrari sarà affidabile o presenti problemi di affidabilità. In fabbrica purtroppo qualche problema lo stanno avendo; e il tempo da qui al 22 febbraio è sempre meno.

Cristiano Sponton

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15 commenti

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2 febbraio 2016 13:36 delete

Aspettavo la vostra conferma per queste indiscrezioni. Non mi fido di altri siti se si parla di tecnica ;-) Sapete vagamente quanto sia la pressione raggiunta da Mercedes nella camera di scoppio?

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uNIQ
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2 febbraio 2016 16:40 delete

fino a che data la ferrari potrà apportare modifiche al motore da regolamento?

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BB82
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2 febbraio 2016 16:55 delete

Salve a tutti
Quale sarebbe il beneficio di avere tromboncini ad altezza variabile in un motore sovralimentato in cui non è imposto un limite massimo alla pressione di aspirazione?In altre parole, che bisogno c'è di sfruttare fenomeni d'onda e inerzia della colonna gassosa quando invece si può agire semplicemente sulla pressione in uscita dal compressore?

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2 febbraio 2016 23:07 delete

Buonasera, quello che dice è sicuramente corretto visto che l'utilità sugli attuali motori sovralimentati è sicuramente minore rispetto ai vecchi motori aspirati. Ma un miglioramento lo si può avere anche sugli attuali turbo, soprattutto ai bassi regimi dove la sovralimentazione lavora meno che agli alti regimi.

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3 febbraio 2016 00:32 delete

Io avevo letto che la pressione in camera di combustione era prossima ai 300 bar non a 200.

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3 febbraio 2016 15:02 delete

Come già anticipato da voi di analisi tecnica sono un po' preoccupato per il poco tempo ormai a disposizione prima dell'inizio del mondiale
2 cose
Prima il dolce quest'anno la Ferrari ha fatto davvero una gran macchina sia il telaio che la pu Ferrari 2016 sono migliorate moltissimo rispetto al 2015 e sulla carta hanno chiuso il gap da Mercedes
Adesso l'amaro
Singolarmente tutti i componenti motore termico turbina e sistema ibrido sono affidabili e molto molto prestazionali ma assemblando l'intera pu sotto il cofano motore si hanno grossi problemi di surriscaldamento
Speriamo riescano a risolvere questo inconveniente prima dei test a Barcellona

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3 febbraio 2016 16:19 delete

Ad ogni news si legge Ferrari che adotta soluzioni simili alla Mercedes... Chissà se basterà, considerando che la Mercedes fornirà degli sviluppi alle sue tecnologie più avanzate rispetto l'anno precedente.

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3 febbraio 2016 19:10 delete

L'avevi letto su Omnicorse. Noi abbiamo informazioni diverse :-)

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4 febbraio 2016 09:47 delete

Non metto in dubbio le fonti o la correttezza dell'informazione, volevo solo capire la pressione minima necessaria in camera di combustione a quanto doveva ammontare per generare una autocombustione; naturalmente si tratterebbe comunque di valori molto approssimativi, dal momento che molto dipende dal combustibile usato.

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4 febbraio 2016 09:50 delete

Ci sono due asservazioni da fare: la prima riguarda il tempo che hanno girato al banco le nuove unità e non è certo avvenuto solo durante la pausa invernale; il secondo, invece riguarda l'assemblamento sotto la scocca, perchè si dimentica che la Ferrari è ormai dotata di banchi dinamici, dove si può far girare una vettura completa ad accezione degli accessori aerodinamici, il che vuol dire che s possono fare dei test molto approfonditi.

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4 febbraio 2016 09:53 delete

Veramente già nel 2015 la Mercedes ha proposto delle innovazioni tecniche importanti, basta pensare ai nuovi fluidi per il raffreddamento della Petronas, e, di solito, quando si utilizzano innovazioni molto avanzate, la curva di apprendimento si appiattisce, ma poi non è detto che certe idee non si possano copiare e migliorare.....

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4 febbraio 2016 10:49 delete

L'utilità è esattamente identica a quella di un motore aspirato. Il fatto che l'aria nel sistema di aspirazine sia ad una pressione diversa non cambia una virgola dei fenomeni fisici che vi hanno luogo.

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4 febbraio 2016 10:54 delete

Scusate ma non riesco a capire. Il motore diesel ha un rendimento maggiore del benzina perchè ha un rapporto di compressione più elevato. E' evidente che che quanto più aumento il rapporto di comrpessione in un motore a benzina, maggiore sarà il rendimento del motore (se prefirite sarà maggiore la potenza) ma arrivare al limite della detonazione non è un problema, ci sono i sensori per questo. Credo che sia davvero un'impresa improba, senza complicati sistemi di distribuzione impensabili in F1 a causa dei regimi di rotazione poter variare a piacimento il rapporto di compressione effettivo ritardando la chiusura delle valvole di aspirazione. In che modo si può variare il rapporto di compressione del motore, in un caso come questo?

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domefry
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5 febbraio 2016 21:36 delete

Ad esempio variando l'altezza dell'albero motore

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